浙大工程流体力学试卷及答案

4/4浙大工程流体力学试卷及答案2002-2003学年工程流体力学期末试卷

一、单选题（每小题2分，共20分）

1、一密闭容器内下部为水，上部为空气，液面下4.2米处

的测压管高度为2.2m，设当地压强为98KPa，则容器内液面

的绝对压强为水柱。

(a)2m(b)1m(c)8m(d)-2m

2、断面平均流速υ与断面上每一点的实际流速u的关系是。

(a)=u(b)>u(c)Q嘴C．V孔>V嘴Q孔V嘴Q孔>Q嘴

10．渗透系数反映土的透水性，其量纲是（）

A.与流速相同

B.与流量相同

C.与面积相同

D.无量纲

11.粘性底层的厚度随雷诺数的而。（）

A减小，减小B.增大，增大C.增大，减小

D.以上三种情况都不对

12．一封闭容器水面的绝对压强p=85kPa，中间玻璃管两端开口，当既无空气通过玻璃管进入容器，又无水进入玻璃管时，玻璃管应深入水面下的深度h为（）

三、简答题（共22分）

1.简述渗流模型及其应满足的条件。（6分）

2.试述明渠均匀流、非均匀流时的断面单位能量Es和单位重量流体所具有的总机械能E

沿程变化情况。（6分）

3.试述流函数的两个特性。（4分）

4.设定性画出图示管道的测压管水头线和总水头线。(管径沿程不变)（6分）

四、计算题（共36分）

1、钢制空心圆柱一侧挡水，园柱直径，挡水高度，求每米长的圆柱所受的水平压力和垂直水压力的大小及作用位置，并说明此水平压力和垂直压力的合力通过圆心。（半圆的重心离半圆圆心的距离为半径）。（12分）

(题1图)(题3图)

2.有一土质渠道，其底坡i=，边坡系数m=，粗糙系数n=，流量Q=3m3/s，不冲流速为1.5m/s。如果按水力最优断面条件设计，断面尺寸如何？是否符合不冲条件。（12分）

3.有一中等直径钢管并联管路，流过的总流量为0.08m3/S，d1=200mm,d2=200mm,长度

l1=200m,l2=800mml1=l2=（12分）

(1)求并联管中的流量Q1、Q2；A、B两点间的水头损失；

(2)若将两管道改为串联，并且管道两端A、B间的水头损失维持不变，求管道中所通过的流量Q。

试卷答案

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2003-2004学年工程流体力学期末试卷参考答案

一、填空题（除8、9、10小题每空2分外，其余每空1分，共18分）

1.定倾中心在重心之上，浮心在重心之上。

2.相等。

3.10m。

4.100mm。

5.大于，均匀。

6.时变。

7.

，。

8.0.00376m3/s。

9.7.41L/s。

10.2x,1-2y。

二、单项选择题（在每小题的四个备选答案中，选出一个正确的，并将其号码写在题后的括号内，每小题2分，共24分）

1、B

2、B

3、B

4、D

5、B

6、A

7、B

8、B

9、A10、A11、

C12、C

三、简答题（共22分）

1.答：渗流模型是忽略了土壤颗粒的存在，认为水充满整个渗流空间的模型，且满足：

（1）对同一过水断面，模型的渗流量等于真实的渗流量。

（2）作用于模型任意面积上的渗流压力，应等于真实渗流压力。

（3）模型任意体积内所受的阻力等于同体积真实渗流所受的阻力。

2.答：明渠均匀流Es沿程不变。而总机械能E沿程总是减小。

明渠非均匀流Es沿程可增大、减小，也可不变。而总机械能E沿程总是减小。

3.答：（1）流函数等值线就是流线。

（2）不可压缩流体的平面流动中，任意两条流线的流函数之差dy等于这两条流线间所通过的单位宽度流量dq。

4.答：如图所示：

四、计算题（共36分）

1、（12分）

（1）设，求圆柱每米长度上所受的力：

2分

作用点：离水面1分

方向：向左。1分

3分

作用点：半圆重心，离圆心1分

方向：向上。1分

（2）合力作用点：合力要通过圆心（如图所示），则力三角形必须满足

，而3分

故，合力通过圆心。

2.（12分）

按水力最优条件设计，有

2分

且2分

2分

3分

2分

不满足抗冲条件。1分

3.（12分）

(1)并联

2分

Q=Q1+Q21分

v2=0.85m/sv1=2v2=1.70m/s2分

Q2=0.027m3/SQ1=0.053m3/S1分

(2)串联

2分

d1=d2Q1=Q21分

有v1’=v2’=0.76m/S2分

Q=0.024m3/S1分

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课程性质与目的

工程流体力学是研究流体的机械运动规律及其应用的学科，是土木、水利类专业的一门必修的基础课程。

本课程的目的是：通过各教学环节的学习，使学生掌握流体运动的基本概念、基本理论、基本计算方法与实验技能，培养分析问题的能力和创新能力，为学习专业课程，并为将来在土木、水利工程各个领域从事专业技术工作打下基础。

流体力学课程在专业教学中将为专门水力学、水文学、土力学、工程地质、土木工程施工、建筑设备等多门专业基础课程和专业课程阐释所涉及的流体力学原理，帮助学生进一步认识土木、水利工程与大气和水环境的关系。

本课程应达到的基本要求：

（一）具有较为完整的理论基础，包括：

1．掌握流体力学的基本概念；

2．熟练掌握分析流体流动的总流分析方法，熟悉量纲分析与实验相结合的方法，了解求解简单平面势流的方法；

3．掌握流体运动能量转化和水头损失的规律，对绕流阻力有一定了解。

（二）具有对一般流动问题的分析和计算能力，包括：

1．水力荷载的计算；

2．管道、渠道和堰过流能力的计算，井的渗流计算；

3．水头损失的分析和计算。

（三）掌握测量水位、压强、流速、流量的常规方法。具有观察水流现象，分析实验数据和编写报告的能力。

浙江大学建筑工程学院2007-2008学年流体力学课程总学时为56学时，其中16学时为实验，40学时为理论教学。

理论教学教师邵卫云、张燕、包志仁、胡云进，课时安排参考：

流动相似概念。雷诺准则、弗劳德数准则。量纲和谐原理。瑞利

法和定理。

实验内容:

本课程的实验过程为独立环节，共16学时，实验成绩占总成绩的20%。实验教材为自编的《应用流体力学实验》。实验主讲教师为毛根海、章军军、祝丽丽。实验自10月17日开始，实行开放式教学实验，每周二、周三、周四下午13：15—17：30开放，实验室在适当时间根据参加实验人数，增加开放时间；在其它工作时间，两人以上可提前一天预约。在首次实验集中讲授后，学生可在实验室开放时间，自行安排实验，进行自助式实验。计划安排：

①讲授（2学时）：演示类实验，CAI（计算机辅助实验），测量实验；；

②必做定量测量分析实验（8学时）：静水、能量、动量、沿程为必做实验；

③选做与创新实验（课内6学时，课外6学时）：选做实验至少二项或自主设计创新实验一项(项目内容详见《应用流体力学实验》和流体力学自主设计创新实验指南第五期)。

自主设计创新实验是从实验内容、实验装置设计、实验过程、实验结果及考核形式上进行全方位改革的一种实验教学新模式，鼓励学有余力的同学参加。

前修课程要求:

《高等数学》